Mengenal Trafo Potensial atau Trafo Tegangan

Pernahkah Anda berpikir tentang bagaimana tegangan dan arus tinggi diukur karena cukup berbahaya untuk digunakan & instrumen yang digunakan tidak dapat menangani tegangan atau arus sangat besar. 

Untuk tujuan khusus ini, transformator instrumen digunakan yang menguranginya ke tingkat yang aman yang memungkinkan pemantauan tegangan & arus tinggi secara terus menerus. Trafo arus CT & trafo potensial PT adalah dua trafo instrumen yang digunakan untuk pengukuran arus & tegangan tinggi.

Pengertian Trafo Potensial

Transformator tegangan digunakan untuk mengurangi tegangan sistem dengan rasio konversi tertentu. Trafo Potensial (PT) adalah trafo instrumen yang fungsinya untuk mengubah tegangan tinggi menjadi tegangan rendah sehingga dapat diukur dengan voltmeter. 

Cara kerja PT mirip dengan trafo konvensional lainnya. Energi listrik ditransfer antara belitan primer & sekunder melalui induksi magnetik.

Tegangan bolak-balik pada primer menghasilkan fluks magnet bolak-balik pada inti transformator. Karena kedua belitan menggunakan inti yang sama, fluks bolak-balik ini menginduksi tegangan pada belitan sekunder. Dengan demikian arus mulai mengalir di belitan sekunder.

Baca Juga :Perbedaan Trafo Step Up dan Step Down

Karena lilitan primer memiliki jumlah lilitan yang lebih banyak dibandingkan dengan lilitan sekunder yang lebih sedikit, tegangan induksi pada lilitan sekunder sangat rendah. Tegangan sekunder diukur dengan menggunakan voltmeter tegangan rendah standar. Menggunakan persamaan rasio putaran transformator, kita dapat menghitung tegangan primer.

Vp / Vs = Np / Ns

Di mana

VP = Tegangan Primer

V S = Tegangan Sekunder

N P = Jumlah Giliran di Primer

N S = Jumlah Belokan di Sekunder

Karena voltmeter memiliki impedansi yang sangat tinggi, aliran arus yang sangat rendah melalui belitan sekunder dari PT. untuk alasan yang sama, PT memiliki peringkat VA yang sangat rendah sekitar 200VA.

Ada dua macam trafo tegangan yaitu :

a. Transformator tegangan magnetik

Transformator ini pada umumnya berkapasitas kecil yaitu antara 10 – 150 VA. Faktor ratio dan sudut fasa trafo tegangan sisi primer dan tegangan sekunder dirancang sedemian rupa supaya faktor kesalahan menjadi kecil. 

Salah satu ujung kumparan tegangan tinggi selalu diketanahkan. Trafo tegangan kutub tunggal yang dipasang pada jaringan tiga fasa disamping belitan pengukuran, biasanya dilengkapi lagi dengan belitan tambahan yang digunakan untuk mendeteksi arus gangguan tanah. Belitan tambahan dari ketiga trafo tegangan dihubungkan secara seri

b. Trafo Tegangan Kapasitif

Trafo pembagi tegangan kapasitif dipakai untuk keperluan pengukuran tegangan tinggi, sebagai pembawa sinyal komunikasi dan kendali jarak jauh. Pada tegangan pengenal yang lebih besar dari 110 kV, karena alasan ekonomis maka trafo tegangan menggunakan pembagi tegangan dengan menggunakan kapasitor sebagai pengganti trafo tegangan induktif. 

Pembagi tegangan kapasitif dapat digambarkan seperti gambar dibawah ini. Oleh pembagi kapasitor, tegangan pada C2 atau tegangan primer trafo penengah V1 diperoleh dalam orde puluhan kV, umumnya 5, 10, 15 dan 20 kV. Kemudian oleh trafo magnetik tegangan primer diturunkan menjadi tegangan sekunder standar 100 atau 100√3 Volt. 

Jika terjadi tegangan lebih pada jaringan transmisi, tegangan pada kapasitor C2 akan naik dan dapat menimbulkan kerusakan pada kapasitor tersebut. Untuk mencegah kerusakan tersebut dipasang sela pelindung (SP). Sela pelindung ini dihubung seri dengan resistor R untuk membatasai arus saat sela pelindung bekerja untuk mencecah efek feroresonansi.

Permasalahan pada trafo tegangan kapasitor adalah terutama karena adanya induktansi pada trafo magnetik yang non linier, mengakibatkan osilasi resonansinya yang timbul menyebabkan tegangan tinggi yang cukup besar dan menghasilkan panas yang tidak diingikan pada inti magnetik dan belitan sehingga menimbulkan panas yang akan mempengaruhi hasil penunjukan tegangan. 

Diperlukan elemen peredam yang akan mengahsilkan tidak ada efek terhadap hasil pengukuran walaupun kejadian tersebut hanya sesaat.

Berdasarkan perbandingan antara jumlah lilitan primer dan jumlah lilitan skunder transformator tegangan ada dua jenis yaitu:

1. Transformator step up yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik rendah menjadi tinggi, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan primer (Ns > Np).
2. Transformator step down yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik tinggi menjadi rendah, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder (Np > Ns).

Dengan memilih jumlah lilitan yang sesuai untuk tiap kumparan dapat dihasilkan GGL kumparan sekunder yang berbeda dengan GGL kumparan primer. Hubungan GGL atau tegangan primer (Vp) tegangan sekunder (Vs), jumlah lilitan kumparan primer (np) dan jumlah lilitan kumparan sekunder (ns)

Menurut kutubnya trafo tegangan dibedakan menjadi dua yaitu :

1. Trafo satu kutub : trafo tegangan yang salah satu terminalnya dibumikan / ditanahkan, dipergunakan untuk tegangan diatas 30 kV
2. Trafo dua kutub : trafo tegangan yang kedua terminalnya diisolir dari bumi / tanah, hanya digunakan untuk tegangan dibawah 30 kV

Berdasarkan jenis tegangan, trafo tegangan dibedakan menjadi 2, yaitu :

• Transformator satu fasa, bila transformator digunakan untuk memindahkan tenaga listrik satu fasa.
• Transformator tiga fasa, bila transformator digunakan untuk memindahkan tenaga listrik tiga fasa.